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Untersuchungen zur Hirngängigkeit von liposomalen Konjugaten

Helm, Frieder

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PDF, German
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Abstract

Viele Behandlungen von Erkrankungen des Zentralnervensystems scheitern an der Blut-Hirn Schranke. Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Nutzung von liposomalen Konjugaten als Träger für Arzneistoffe ins Gehirn untersucht werden. Als in Frage kommende Vektoren für die Anbindung an Liposomen wurden kationisiertes Albumin (cBSA), Transferrin und ein Peptidfragment von Apolipoprotein E4, welches die Rezeptor bindende Domäne für den LDL-Rezeptor enthält, ausgewählt. Die Kopplung der Proteine erfolgte über eine kovalente Anbindung an ein spezielles Linker-Lipid, welches in die Liposomen inkorporiert wurde. Hergestellte liposomale Konjugate wurden durch Bestimmung von Durchmesser und Zetapotential charakterisiert. Der Durchmesser aller Liposomen bewegte sich zwischen 120 und 220 nm nach Proteinbindung. cBSA-Liposomen hatten ein positives, Transferrin- und ApoE-Liposomen ein negatives Zetapotential. Die Effizienz der Kopplungsreaktion wurde durch Fluorescein markiertes cBSA bestimmt und ergab abhängig vom eingesetzten Protein-Linker Verhältnis bis zu ca. 60 %. Zur Evaluation der Freisetzung aus Liposomen wurde der Austritt von Carboxyfluorescein untersucht und die Halbwertszeit bestimmt. In PBS betrug sie ca. zwei Tage, bei pH 4,5 etwa dreieinhalb Stunden und im Plasma von Ratten etwa sieben. Experimente zur Aufnahme der Liposomen in Hirnkapillar-Endothelzellen isoliert aus dem Schweinehirn (PBCEC) zeigte für cBSA-Liposomen eine maximale Effizienz von etwa 15 % an aufgenommenen Liposomen bezogen auf die eingesetzte Menge. Transferrin- und ApoELiposomen erreichten lediglich ca. 6,6 bzw. 1,5 %, was sich als schlechter erwies als Liposomen die keinen Vektor trugen. Durch konfokale Fluoreszenzmikroskopie konnte eine tatsächliche Lokalisation der Liposomen im Zytoplasma der PBCEC festgestellt werden. Untersuchungen zur möglichen Zytotoxizität ergaben für cBSA bereits in Konzentrationen von 1 nM toxische Effekte, die allerdings durch die Anbindung an Liposomen um zwei Größenordnungen reduziert wurden. Durch konfokale Fluoreszenzmikroskopie von Gefrierschnitten männlicher Wistar-Ratten nach intravenöser Applikation von cBSA-Liposomen konnte eine Aufnahme ins Gehirn nachgewiesen werden. Mit Liposomen assoziierte Fluoreszenz konnte nach drei, sechs und 24 Stunden, für Liposomen zwischen 120 und 150 nm, im Hirngewebe ausgemacht werden. Oberhalb von 180 nm erfolgte keine Aufnahme. Die Halbwertszeit der Liposomen im Blutkreislauf konnte auf ca. siebeneinhalb Stunden bestimmt werden. Untersuchungen von Leber und Milz ergaben lediglich eine Aufnahme von cBSA-Liposomen durch letztere. Liposomen mit nativem BSA und ohne Proteinvektor wurden ebenfalls getestet, ergaben aber nur sehr geringe bis keine Aufnahme ins Gehirn.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Fricker, Prof. Dr. Gert
Date of thesis defense: 20 December 2012
Date Deposited: 07 Feb 2013 06:40
Date: 31 October 2012
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Institute of Pharmacy and Molecular Biotechnology
Subjects: 570 Life sciences
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